激光加工机床设计与研究毕业论文.doc

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1、2013南京林业大学毕业设计(论文)激光加工机床设计与研究毕业论文III2013南京林业大学毕业设计(论文)目录摘要IAbstractII目录III第一章绪论11.1激光加工技术11.1.1激光加工工作原理11.1.2激光技术的作用11.2激光加工的发展21.2.1激光概念21.2.2激光技术的发展历程21.2.3激光加工技术的分类41.3选题目的及意义5第二章直线进给工作台设计方案的拟定与论证72.1设计内容72.2工作台进给运动方案的选择72.4Y进给方向的设计82.4.1工作台的基本参数82.4.2滚珠丝杠的选择92.4.3丝杠支承形式和轴承的选择112.4.4滚动直线导轨选择1

2、22.4.5伺服电动机的选择132.4.6联轴器的选择152.4.7工作台防护罩的选择162.4.8螺栓的强度校核172.5Z进给方向的设计182.5.1工作台的基本参数182.5.2滚珠丝杠的选择182.5.3丝杠支承形式和轴承的选择19III2013南京林业大学毕业设计(论文)2.5.4滚动直线导轨选择202.5.5伺服电动机的选择202.5.6联轴器的选择21第三章机床床身、壳体设计223.1Y方向床身设计233.2Z方向床身设计233.3机床床身总体装配设计24第四章润滑与密封25第五章激光机床开放式数控系统控制265.1开放式数控系统的内涵265.2激光机床硬件结构设计27第

3、六章机床技术经济性分析30设计小结31致谢32参考文献33附录34III2013南京林业大学毕业设计(论文)第一章绪论1.1激光加工技术激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特点对材料进行切割、焊接、打孔及微加工等的一门新型加工技术。激光加工作为先进制造技术已广泛应用于汽车、轮船、电器、航空、冶金、机械制造等国民经济重要部门，对提高产品质量、劳动生产率、自动化、无污染、减少材料消耗等起到重要的作用。1.1.1激光加工工作原理激光加工利用高密度的激光束照射工件,使材料气化而进行穿孔、切割和焊接等的特种加工。早期的激光加工由于功率比较小，基本用于打小孔和微型焊接。然而等到钇铝石榴石激光器

4、的出现，以及对激光的加工机理和工艺进行了深入研究，激光加工技术得到了很大进展，使用范围扩大。数万瓦的激光加工器用于各种材料的超高速切割、焊接和材料热处理等方面。各种专用激光加工器的出现，并与光电跟踪、计算机数字控制、工业机器人等技术相结合，提高了激光加工机的功能以及自动化水平。激光器输出的激光经过透镜聚焦在工件上，其焦点处的温度高达1万摄氏度以上，任何材料都会气化融化。激光加工就是利用这种光能的热效应对材料进行焊接、打孔等加工的。通常用于加工的激光器主要是固体激光器和气体激光器。1.1.2激光技术的作用激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的加工中，大大减少了加工时间，提高工件质量，降

5、低了加工成本。现代的激光成了人们所幻想追求的“削铁如泥”的“宝剑”。通过计算机的控制，脉冲使CO2激光器放电，从而输出脉冲激光，形成一定的频率，一定脉宽的光束，激光束通过聚焦透镜组聚焦在加工物体的表面上以及通过光路传导反射，形成一个细微的、高密度高能量的光斑，焦斑位于待加工面附近，瞬间以高温熔化或气化被加工材料。以CO2激光切割机为例，CO2激光器中，主要的物质由氦气，氮气CO₂，三种气体组成。其中氮气主要功能在CO₂激光器中起到了能量传递作用，为CO₂激光上能级粒子数的积累与大功率高效率的激光输出起到强有力的作用。氮气及氦气为辅助性气体、CO2是产生激光辐射的气体。CO₂激光器的激发

6、条件：通过放电管，输入几十毫安或几百毫安352013南京林业大学毕业设计(论文)的直流电流。放电时，放电管中的气体内的氮分子受到电子的撞击而被激发起来。这时受到激发的氮分子便会与CO₂分子发生碰撞，氮分子把自己的能量传递给CO2分子，CO2分子从低能级跃迁到高能级上形成粒子数反转发出激光，激光切割是应用激光聚焦后产生的高功率密度能量来实现的。1.2激光加工的发展1.2.1激光概念激光的早期的中文名叫做“镭射”、“莱塞”，是它的英文名LASER的音译，来自于英文LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation的各单词头一个字母。它的意思是

7、"通过受激发射光扩大"。激光的英文全名陈述了制造激光的主要过程：激光的原理早在1916年被爱因斯坦发现，但直到1960年激光才被首次成功制造。激光是在有理论和生产迫切需要的背景下诞生的，它一问世，就得到了的飞快发展，激光的发展不仅使古老的光学科学获得了新生，而且导致整个一门新兴产业的出现。激光可使人们有效地利用前所未有的先进技术和方法，获得了空前的效益和成果，促进了生产力的发展。激光是继原子能、半导体、计算机之后，人类二十世纪的一重大发明，被称